动态环境下基于ros的移动机器人路径规划技术研究

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1、報代码：１０２８５学号：２０１３４２２９０１６Ａ襄审、考■？；ＳＯＯＣＨＯＷＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ．：＂．皆：■Ｉ■■松？？屢巧甲Ｈ动态环境Ｔ基于ＲＯＳ娜动机器人路径规划｜Ｈｈｈ技术硏究｜ＨＨＨｈＲｅｓｅａｒｃｈｏｎａｔｈｌａｎｎｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｏｆｍｏｂｒｏｂｏｔｕｓｉｎ＾ｐｐｇｇｙｉｌｅｇＲＯＳｉｎａｄｙｎａｍｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ硏究生姓名杨俊前＾ｍ指导教师姓名孙立宁专业名称机

2、械工程研究方向移动机器人所在院部机电工程学院ｍＩＭ论文提交日期２０１６年４月■Ｉ＂．＂＂Ｉ？—■—■．＂Ｉ■—■ＩＩ＂—Ｉ．．■＂■■．＂１■■…―——ｉｍ？＇＇．＾ｎ：Ｓｒ．ＨＨｉＵＨ＾｜ｉｉｉＳ苏州大学硕壬学位论文原创性声明本人郑重声明；所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写巧的研究成果，

3、也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用巧的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明滿方式标明。本人承捏本声明的法律责任。始文作者签名：持您吝乡的石年（月方曰３－指导教师签名：年月日Ｓ９苏州大学硕主学化论文版权使用授权书学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学一？。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容相致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中瓜、中国科学

4、技术信息研究所（含万方数据电子出版社）、中国学术期刊（光盎版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文档Ｊｌ，允许论文被査阀和借阅，可＾采用影印、缩印或其［他复制手段保存巧汇编学位论文，可１＾＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。渉密论文口本学位论文属在年月解密后适用本规定。非涉密论文□论文作者签名；未句；心！Ｌ．期今．－导师签名；日期：）方／（９‘２３Ｊ基于ROS的移动机器人在动态环境下的路径规划技术研究摘要路径规划技术是移动机器人研究

5、领域中的重要内容之一。动态避障是移动机器人局部路径规划中的难点技术，还存在着移动机器人在障碍物附近震荡及目标不可到达等的问题。针对移动机器人在动态复杂环境下的全局路径规划和动态避障等作业需求，能够安全准确地到达指定目标位置，本课题针对动态环境下基于ROS的移动机器人路径规划技术展开研究。本文针对当前全局路径规划和局部路径规划算法存在的问题进行分析并改进，并在ROS软件平台进行实际改进算法验证。论文的主要内容如下：1.搭建ROS移动机器人软硬件平台，为后续改进算法验证提供基础。首先对双轮差速机器人平台运动

6、学模型进行分析，得到机器人的里程计模型；其次设计机器人的运动控制系统，使机器人可以接收速度指令及发送里程计信息，最后创建机器人URDF模型及激光节点，使机器人具有在ROS下导航最基础的功能。2.针对传统蚁群算法进行改进，作为移动机器人全局路径规划算法。针对传统蚁群算法的缺点，为使算法能更快收敛，对算法初始信息素及信息素更新模型进行改进，并提出一种可以跳出局部最优解的策略，最后对生成路径进行优化，通过仿真实验验证了改进算法的可行性及优越性。3.针对局部路径规划实时性高的需求，通过改进传统人工势场法作为机器

7、人局部路径规划算法。以全局路径作为输入，提出在全局路径上设置局部目标点的方法使机器人可以沿着全局路径行走，并且采用自适应调整机制使算法不易陷入局部极小值及消除机器人行走过程中的不平稳。为应对动态障碍物，对斥力势函数进行改进，在斥力势中加入机器人与障碍物的相对速度信息，使机器人能迅速避开动态障碍物，仿真实验表明，改进的算法不仅可以使机器人沿着规划出的全局路径行走，而且对动态障碍物具有较好的避障效果。I4.在搭建的ROS平台上，分别在具有单个障碍物、多个障碍物、动态障碍物及高动态障碍物的环境中进行实验，实验

8、验证全局路径和局部路径改进算法的有效性和可行性。关键词：移动机器人；ROS；路径规划；动态环境；蚁群算法；人工势场法作者：杨俊驹指导教师：孙立宁IIResearchonpathplanningtechnologyofmobilerobotsusingROSinadynamicenvironmentAbstractPathplanningtechnologyisanimportantresearchfieldofmobilerobots.Ba